Esquema de aire de retorno secundario para el sistema de aire acondicionado

El taller de microelectrónica, con un área de sala limpia relativamente pequeña y un radio limitado del conducto de aire de retorno, solía adoptar el sistema de aire de retorno secundario del sistema de aire acondicionado. Este sistema también se utiliza comúnmente ensalas limpiasEn otras industrias, como la farmacéutica y la atención médica, el volumen de ventilación necesario para cumplir con los requisitos de temperatura y humedad de la sala limpia suele ser mucho menor que el requerido para alcanzar el nivel de limpieza; por lo tanto, la diferencia de temperatura entre el aire de suministro y el de retorno es pequeña. Si se utiliza el esquema de aire de retorno primario, la diferencia de temperatura entre el punto de estado del aire de suministro y el punto de rocío de la unidad de aire acondicionado es grande, por lo que se necesita calefacción secundaria, lo que resulta en una compensación de calor frío en el proceso de tratamiento del aire y un mayor consumo de energía. Si se utiliza el esquema de aire de retorno secundario, este puede utilizarse para reemplazar la calefacción secundaria del esquema de aire de retorno primario. Aunque el ajuste de la relación de aire de retorno primario y secundario es ligeramente menos sensible que el ajuste de la calefacción secundaria, este esquema ha sido ampliamente reconocido como una medida de ahorro energético en aire acondicionado en talleres limpios de microelectrónica de tamaño pequeño y mediano.

Tomemos como ejemplo un taller limpio de microelectrónica de clase ISO 6. El área del taller limpio es de 1000 m² y la altura del techo es de 3 m. Los parámetros de diseño interior son temperatura tn = (23 ± 1) ℃, humedad relativa φn = 50 % ± 5 %; el volumen de suministro de aire de diseño es de 171 000 m³/h, con un tiempo de intercambio de aire de aproximadamente 57 h⁻¹, y el volumen de aire fresco es de 25 500 m³/h (de los cuales el volumen de aire de escape de proceso es de 21 000 m³/h, y el resto es volumen de aire de fuga de presión positiva). La carga térmica sensible en el taller limpio es de 258 kW (258 W/m²), la relación calor/humedad del aire acondicionado es ε = 35 000 kJ/kg y la diferencia de temperatura del aire de retorno de la sala es de 4,5 ℃. En este momento, el volumen de aire de retorno primario de
Este es actualmente el sistema de purificación de aire acondicionado más utilizado en salas blancas de la industria microelectrónica. Este tipo de sistema se divide principalmente en tres tipos: AHU + FFU; MAU ​​+ AHU + FFU; MAU ​​+ DC (serpentín seco) + FFU. Cada uno tiene sus ventajas y desventajas, y se adapta a sus necesidades. El ahorro energético depende principalmente del rendimiento del filtro, el ventilador y otros equipos.

1) Sistema AHU+FFU.

Este tipo de modo de sistema se utiliza en la industria de la microelectrónica como "la forma de separar la fase de aire acondicionado y purificación". Puede haber dos situaciones: una es que el sistema de aire acondicionado solo procesa aire fresco, y el aire fresco tratado soporta toda la carga de calor y humedad de la sala limpia y actúa como aire suplementario para equilibrar el aire de escape y la fuga de presión positiva de la sala limpia. Este sistema también se denomina sistema MAU + FFU. La otra es que el volumen de aire fresco por sí solo no es suficiente para satisfacer las necesidades de carga de frío y calor de la sala limpia, o porque el aire fresco se procesa desde el estado exterior hasta que la diferencia de entalpía específica del punto de rocío de la máquina requerida es demasiado grande, y parte del aire interior (equivalente a un aire de retorno) se devuelve a la unidad de tratamiento de aire acondicionado, se mezcla con el aire fresco para el tratamiento de calor y humedad y luego se envía al plenum de suministro de aire. Mezclado con el aire de retorno restante de la sala limpia (equivalente al aire de retorno secundario), ingresa a la unidad FFU y luego se envía a la sala limpia. De 1992 a 1994, el segundo autor de este artículo colaboró ​​con una empresa singapurense y dirigió a más de 10 estudiantes de posgrado en el diseño de la empresa conjunta estadounidense-hongkonesa SAE Electronics Factory, que adoptó este último tipo de sistema de aire acondicionado y ventilación de purificación. El proyecto cuenta con una sala limpia ISO Clase 5 de aproximadamente 6000 m² (1500 m² de los cuales fueron contratados por la Agencia Atmosférica de Japón). La sala de aire acondicionado está dispuesta paralela al lateral de la sala limpia a lo largo del muro exterior, y solo junto al pasillo. Las tuberías de aire fresco, de extracción y de retorno son cortas y están dispuestas de forma uniforme.

2) Esquema MAU+AHU+FFU.

Esta solución se encuentra comúnmente en plantas de microelectrónica con múltiples requisitos de temperatura y humedad, grandes diferencias de carga térmica y húmeda, y un alto nivel de limpieza. En verano, el aire fresco se enfría y deshumidifica hasta un punto fijo. Generalmente, es adecuado tratar el aire fresco hasta la intersección de la línea de entalpía isométrica y la línea de humedad relativa del 95% de la sala limpia con temperatura y humedad representativas, o de la sala limpia con el mayor volumen de aire fresco. El volumen de aire de la unidad de aire acondicionado (MAU) se determina según las necesidades de cada sala limpia para su reposición y se distribuye a la unidad de tratamiento de aire (UTA) de cada sala limpia mediante tuberías según el volumen de aire fresco requerido. Se mezcla con aire de retorno interior para el tratamiento de calor y humedad. Esta unidad soporta toda la carga térmica y húmeda, y parte de la carga de reumatismo de la sala limpia a la que da servicio. El aire tratado por cada UTA se envía al plenum de aire de suministro de cada sala limpia y, tras una mezcla secundaria con el aire de retorno interior, se envía a la sala mediante la unidad de tratamiento de aire acondicionado (FFU).

La principal ventaja de la solución MAU+AHU+FFU es que, además de garantizar la limpieza y la presión positiva, también garantiza las diferentes temperaturas y humedades relativas requeridas para cada proceso de sala limpia. Sin embargo, debido al número de AHU instaladas, la sala suele ocupar un área considerable. Las tuberías de aire fresco, de retorno y de suministro de aire se entrecruzan, ocupando un espacio considerable. La distribución es más compleja, y el mantenimiento y la gestión son más difíciles. Por lo tanto, no se requieren requisitos especiales para evitar su uso.